Құс жолының дәл ортасында алып – Супермассивті Стрелец A* қара құрдығы жасырынған, ол басқа галактикалардағы ұқсас нысандармен салыстырғанда ерекше тыныштықпен ерекшеленеді. Өзінің «туыстарынан» айырмашылығы, ол қуатты релятивистік плазма ағындарын, яғни джеттерді шығармайды. Дегенмен, астрофизиктер тіпті осындай «тыныш» қара құрдығы да кейде оқиғалар көкжиегі маңынан ыстық желдер түрінде белсенділік танытуы тиіс деп болжаған. Жарты ғасырдан астам ізденістерден кейін ғалымдар бұл құбылысты алғаш рет тіркеді, бұл біздің қара құрдығымыздың жұмбақ пассивтілігін түсіндіруге мүмкіндік береді.

Стрелец A* ерекшеліктері

Стрелец A* – біздің Галактикамыздың гравитациялық орталығы, оның массасы Күннен төрт миллион есе артық. Өзінің ауқымына қарамастан, бұл нысан ғарыштық өлшемдер бойынша өте тыныш. Басқа галактикалардың белсенді ядроларынан, мысалы, барлық жұлдыздардың жарығын басып озатын квазарлардан айырмашылығы, Стрелец A* маңында айтарлықтай белсенділік байқалмайды және миллиардтаған жарық жылы қашықтықта көрінетін джеттер шығарылмайды.

Теориялық болжамдар мен ізденістер

1970-жылдары-ақ ғалымдар тіпті белсенді емес қара құрдықтарда да белсенділік жарылыстары болуы мүмкін деп болжаған. Аккрециялық диск пен магнит өрістері қуатты шығарындылар мен ыстық желдер түзуі ықтимал. Газ бен шаң қара құрдыққа құлаған кезде, олар аса жоғары жылдамдыққа жетіп, қызады, бірақ бұл материалдың бір бөлігі жұтылмай, қайтадан кеңістікке ыстық жел түрінде шығарылады.

Мұндай желдер энергия мен импульсті жұлдызаралық ортаға жеткізіп, газды қыздырып немесе ығыстырып, қара құрдықтың өсуін реттеп, оның айналасындағы жұлдыз түзілу қарқынына әсер етуі мүмкін деп есептеледі.

Бақылау қиындықтары

Ұзақ уақыт бойы Стрелец A* маңындағы ыстық желді анықтау мүмкін болмады, себебі қара құрдық маңындағы – циркумнуклеарлық диск деп аталатын аймақты бақылау өте қиын. Бұл – жұлдыздар, шаң мен газдың тығыз шоғыры, ол оқиғалар көкжиегі маңындағы процестерді сенімді түрде жасырады.

Зерттеулердегі серпіліс

Америкалық астрофизиктер Марк Горски мен Елена Мурчикова (Иллинойс штатындағы Солтүстік-Батыс университеті) Чилидегі ALMA радиотелескопын пайдаланып, бес жыл бойы циркумнуклеарлық дискінің ішкі бөлігін зерттеді. Қара құрдықтың жарқыраған, жыпылықтаған сәулесінің аясында әлсіз суық газдың жарығын бөліп алу үшін ғалымдар осы жыпылықтауды модельдейтін компьютерлік модель жасап, оны жалпы сигналдан «алып тастады». Нәтижесінде олар Стрелец A* маңындағы бірнеше жарық жылы шегінде суық газдың картасын бұрынғы бақылаулардан 100 есе жоғары айқындықпен алды.

Алғашқы тосын жаңалық – қара құрдыққа өте жақын жерде бұрын болжауға келмейтін мол суық газдың табылуы болды.

Негізгі жаңалық

Алынған картада ғалымдар суық заттан айрылған айқын конус тәрізді аймақты байқады – бұл газ құрылымындағы туннель немесе тесік секілді. Бұл деректерді рентгендік бақылаулармен салыстырғанда, яғни қызған материядан тарайтын сәулемен, зерттеушілер таңғаларлық сәйкестікті анықтады: бос конус дәл ыстық газ толған аймақпен сәйкес келді. Осылайша, астрономдар алғаш рет ыстық желдің суық орта арқылы жол салып жатқанын анық көрді.

Есептеулер көрсеткендей, осы конус арқылы ыстық газдың өтуіне қажет энергия 25 000 Күннің сәулеленуіне тең. Жақын маңдағы жұлдыздар да, ежелгі аса жаңа жұлдыздардың жарылыстары да мұндай қуатты қамтамасыз ете алмайды. Ыстық желдің көзі – қара құрдықтың аккрециялық дискісіндегі процестер.

Жаңалықтың маңызы

Бұл жаңалық қара құрдықтардың жұмысын түсінуді айтарлықтай кеңейтеді. Бұған дейін астрономдар Галактика жазықтығының үсті мен астында алып құрылымдарды – Ферми көпіршіктерін анықтаған, олар Стрелец A* бұрын әлдеқайда белсенді болып, қуатты джеттер шығарғанының дәлелі саналады.

Ыстық жел туралы жаңа деректер қара құрдықтың қазіргі «тыныштығын» түсіндіруге мүмкіндік береді. Жел өзінше бір шығару клапаны секілді: ол Стрелец A* маңынан материалды үрлеп шығарып, оны «отыннан» айырады және джеттер түзілуімен белсенді фазаға өтуіне жол бермейді.

Болашақ зерттеулердің келешегі

Алынған нәтижелер Стрелец A*-тың айналуын жақсырақ түсінуге көмектеседі. Ұзақ уақыт бойы оның айналу осі Құс жолының жазықтығына перпендикуляр болуы тиіс деп есептелді, алайда 2022 жылы жарияланған қара құрдықтың көлеңкесінің алғашқы суреттері бұл нысан бақылаушыларға «қарап тұрғанын» көрсетті. Ол кезде нақты талдау үшін деректер жеткіліксіз еді.

Жаңа бақылаулар қара құрдыққа құлап жатқан материалдың қай бағытта қозғалатынын анықтауға мүмкіндік береді. Бұл тек қара құрдықтың жұмысын түсіну үшін ғана емес, бүкіл Галактикамыздың эволюциясын зерттеу үшін де маңызды.

Зерттеу нәтижелері Корнелл университетінің ғылыми мақалалар мен препринттер электронды архивінде жарияланды.